本發明涉及電力工程技術領域,特別是涉及一種電力通信設備風險評估方法。
背景技術:隨著電力行業的發展,電力信息化的進程不斷加快,電力網與電力信息網之間相互滲透的趨勢越來越明顯。電力系統的高穩定性要求電力網中的發電、輸電和配電系統具有很高的自動化水平,需要這些系統在一個高效、有效的模式下協調運行,而電力通信系統的安全運行是其中不可缺少的一環。電力通信網經過多年來的安全管理,安全局面平穩,安全指標穩步提高。但隨著通信網規模迅速擴展,技術復雜性的相應增加,客觀上需要監控技術創新,需要建立與現代電網及其通信網相適應的現代監控體系。風險評估是目前國內外研究的熱點問題,從運維的角度,設備風險評估需綜合、準確地確定設備風險程度,不同的風險程度對應著不同的維護策略,因此,科學、準確的風險評估技術手段,對于維護電力通信網、對于電網的安全運行都具有重要意義。目前,已有很多設備風險評估的相關研究成果,其中一種主流的方法為模糊綜合評判法怷FuzzyComprehensiveEvaluation,FCE),該方法是一種用于涉及模糊因素的對象系統的綜合評價方法,可以較好地解決設備評價中的模糊性(如評價專家認識上的模糊性等),在信息安全風險評估領域得到了極為廣泛的應用,在電力通信設備評估中也得到普遍使用。雖然該方法的優點是可對涉及模糊因素的對象系統進行評估,而且更加適宜于評估因素多、結構層次多的系統,但是,該方法中存在以下問題:由于系統風險的復雜性,存在著諸多不確定性的影響因素,而且這些影響因素相互可能發生關聯,同時這些影響因素對損失的貢獻是非線性和動態變化的,使得既不能通過有效的數據累計確定風險事件發生的概率,也無法直接準確地判斷其發生后的嚴重程度。尤其是當評估中涉及的評估指標較多時,評估指標的獨立性與權重很難保證,因此,該技術容易造成評估指標間相關性的評估信息重復的問題。該方法需要對每個設備獨立進行評估,當面對大量設備需要進行風險評級時,工作量過大,而且由于人的主觀性,使得評估過程中很難保持一致性,從而存在評估結果出現偏差的問題,評估結果的準確性較差。
技術實現要素:基于此,有必要針對現有技術容易造成評估信息重復、準確性低的問題,提供一種電力通信設備風險評估方法。一種電力通信設備風險評估方法,包括如下步驟:(1)以電力通信設備的故障概率和業務損失量為評估因素建立電力通信設備的風險等級集,其中,每個風險等級對應設定的風險值范圍;(2)建立電力通信設備的故障概率類型集和業務損失類型集,其中,每個故障概率類型集對應設定的故障概率范圍,每個業務損失類型集對應設定的業務損失量范圍;(3)根據所述故障概率類型集和業務損失類型集獲取評判因素集,并確定評判因素集的各個評判因素的權重得到權重集;(4)確定所述評判因素集中每個評判因素的故障概率類型相對于所述風險等級集的模糊隸屬度,以及每個評判因素的業務損失類型相對于所述風險等級集的模糊隸屬度;(5)獲取待評估電力通信設備的故障概率和業務損失量,并根據其對應的故障概率類型集和業務損失類型集以及所述模糊隸屬度獲取該待評估電力通信設備的隸屬度矩陣,根據所述權重集及所述隸屬度矩陣獲取所述待評估電力通信設備風險值的評估結果向量;(6)根據所述評估結果向量及所述風險等級集獲取待評估電力通信設備的風險等級,并根據所述風險等級確定待評估電力通信設備的運行狀態。上述電力通信設備風險評估方法,以故障概率與潛在的業務損失量為電力通信設備風險評級的評估因素,避免了評估指標間相關性的評估信息重復的問題,通過將故障概率與潛在損失預分為不同的等級,對每一等級分別給出相應的隸屬度矩陣,從而求出不同故障概率與業務損失量組合時的評判結果,在面對大量待評估的電力通信設備時,可根據設備的故障概率類型與業務損失類型直接查找出風險等級,進而根據風險等級確定設備狀態,不僅大大地減少了工作量,并較好地保持評估結果的一致性,準確性較高。附圖說明圖1為一個實施例的電力通信設備風險評估方法流程圖;圖2為一應用實例的風險評估的架構圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明的電力通信設備風險評估方法的具體實施方式作詳細描述。參考圖1所示,圖1為一個實施例的電力通信設備風險評估方法流程圖,包括如下步驟:步驟(1),以電力通信設備的故障概率和業務損失量為評估因素建立電力通信設備的風險等級集,其中,每個風險等級對應設定的風險值范圍。具體的,以可能發生故障的故障概率和潛在的業務損失量作為電力通信設備的評估因素,根據相關風險評估方法,將風險值的按大小分為若干個等級,對應于電力通信設備的若干個狀態等級得到風險等級集,其中,每個風險等級對應一定的風險值范圍。設定風險等級集為PTC={1,2,…,N},當電力通信設備的風險值在某一等級對應的風險值范圍內時,該等級即為電力通信設備的風險等級。步驟(2),建立電力通信設備的故障概率類型集和業務損失類型集,其中,每個故障概率類型集對應設定的故障概率范圍,每個業務損失類型集對應設定的業務損失量范圍。具體的,故障概率為PT,業務損失量為LE,根據故障概率的大小可以劃分為若干類型,故障概率類型集記為P={1,2,…,F}。每一種類型對應特定的故障概率范圍,當電力通信設備的故障概率在某一類型對應的范圍內時,該類型即為電力通信設備的故障概率類型,根據電力通信設備的業務損失量的大小分為若干類型,業務損失類型集記為L={1,2,…,G}。每一類型對應特定的業務損失量范圍,當電力通信設備的業務損失量在某一類型的業務損失范圍內時,該類型即為電力通信設備的業務損失類型。步驟(3),根據所述故障概率類型集和業務損失類型集獲取評判因素集,并確定評判因素集的各個評判因素的權重得到權重集。在一個實施例中,步驟(3)可以包括:將所述故障概率類型集和業務損失類型集的各元素兩兩組合獲得評判因素集,根據各個故障因素的故障概率和業務損失量分別進行兩兩比較及量化獲得判斷矩陣,計算所述判斷矩陣的最大特征向量并進行歸一化獲得權重集。具體的,記權重集為A=[a1a2],通過兩兩比較量化后的獲得判斷矩陣SA={aij}2×2,計算得到所述權重集A=[a1a2]。步驟(4),確定所述評判因素集中每個評判因素的故障概率類型相對于所述風險等級集的模糊隸屬度,以及每個評判因素的業務損失類型相對于所述風險等級集的模糊隸屬度。具體的,單獨確定評估因素集中每個評判因素在各等級時在風險等級集中的模糊隸屬度。當故障概率類型為i(i=1,2,…F)時,該故障概率類型對風險等級集的模糊隸屬度矩陣為Si=[ri1ri2…rin],其中,rin(n=1,2,…,N)為大于等于0的實數,且各元素之和為1,表示對風險等級集C={1,2,…,N}中各元素的傾向度,rin越大,表示故障概率類型傾向于相應風險等級。當業務損失類型為j(j=1,2,…G)時,該業務損失類型對風險等級集的模糊隸屬度矩陣為Tj=[ri1rj2…rjn],其中,rjn(n=1,2,…,N)為大于等于0的實數,且各元素之和為1,表示對風險等級集C={1,2,…,N}中各元素的傾向度,rjn越大,表示業務損失類型越傾向于相應風險等級。步驟(5),獲取待評估電力通信設備的故障概率和業務損失量,并根據其對應的故障概率類型集和業務損失類型集以及所述模糊隸屬度獲取該待評估電力通信設備的隸屬度矩陣,根據所述權重集及所述隸屬度矩陣獲取所述待評估電力通信設備風險值的評估結果向量。在一個實施例中,步驟(5)中根據所述權重集及所述隸屬度矩陣獲取所述待評估電力通信設備風險值的評估結果向量的步驟,具體包括:Bij=ARijSi=[ri1ri2…riN],rin(n=1,2,…,N)Tj=[rj1rj2…rjN],rin(n=1,2,…,N)其中,A為權重集,Bij為待評估電力通信設備風險值的評估結果向量,Si為評判因素r的故障概率類型相對于所述風險等級集的模糊隸屬度,Tj為評判因素r的業務損失類型相對于所述風險等級集的模糊隸屬度。具體的,當故障概率類型為i(i=1,2,…F)時,當業務損失類型為j(j=1,2,…G)時,則其隸屬度矩陣為待評估電力通信設備風險值的評估結果向量Bij,則步驟(6),根據所述評估結果向量及所述風險等級集獲取待評估電力通信設備的風險等級,并根據所述風險等級確定待評估電力通信設備的運行狀態。在一個實施例中,步驟(6)具體包括:計算所述待評估電力通信設備的評估結果的加權平均值;根據所述加權平均值及所述風險等級集對應的風險值范圍,確定待評估電力通信設備對應的狀態等級。具體的,對待評估電力通信設備Bij采用加權平均,即令當|H-n|≤0.5時(n=1,2,…,N),;其中,H為加權平均值,待評估電力通信設備的風險等級為風險等級集中的第n類等級,由風險等級確定待評估電力通信設備的運行狀態。通過確定的運行狀態表征了當前設備風險程度,為安排維護策略提供重要的技術支持,保障電力系統安全穩定運行。綜上所述,故障概率與潛在的業務損失量為電力通信設備風險評級的評估因素,解決了評估指標的獨立性與權重的合理性問題,通過將故障概率與潛在損失預分為不同的等級,對每一等級分別給出相應的隸屬度矩陣,從而求出不同故障概率與業務損失量組合時的評判結果,在面對大量待評估的電力通信設備時,可根據設備的故障概率類型與業務損失類型直接查找出風險等級,進而根據風險等級確定設備狀態,不僅大大地減少了工作量,并較好地保持評估結果的一致性。為了更加清晰本發明的電力通信設備風險評估方法,以下闡述一個基于本發明實現的應用實例。將電力通信設備的風險影響及危害程度將風險值大小進行區分,分為六個風險級別:Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、性級、怨級、怩級,其中對于同類設備Ⅰ級為最高風險級別,怩級為最低風險級別。在設備故障概率分級中,令為通信電源故障概率,為設備故障概率,則總的故障概率PT為:PT=PPT+PBT-PPTPBT其中,NW為環境因子,MP為電源歷史缺陷情況因子,PP為電源基本故障概率;S為電源冗余因子,YP為電源運行時間因子,FP為電源反措情況因子,MB為設備歷史缺陷情況因子,YB為設備運行時間因子,R為設備板卡冗余因子,FB為設備反措情況因子。故障概率類型分為六種,如表1所示:表1故障概率分級點計算;以多個的統計故障概率的平均值作為分級的參考基本故障概率PB\PP。1)PT6=PBT6+PPT6;PBT6:FB=1,MB=1,Nw=1,YB=2,R=2時通信設備故障概率;PPT6:FP=1,Mp=1,Nw=1,YP=2,S=2時的通信電源故障概率;求出總的故障概率PT6作為VI故障概率的上限。2)PT5=PBT5+PPT5;PBT5:FB=1,MB=1,Nw=1,YB=5,R=2時通信設備故障概率;PPT5:FP=1,Mp=1,Nw=1,YP=4,S=2時的通信電源故障概率;3)PT4=PBT4+PPT4;PBT4:FB=1,MB=1,Nw=1,YB=7,R=2時通信設備故障概率;PPT4:FP=1,Mp=1,Nw=1,YP=6,S=2時的通信電源故障概率;4)PT3=PBT3+PPT3;PBT6:FB=1,MB=1,Nw=1,YB=9,R=2時通信設備故障概率;PPT6:FP=1,Mp=1,Nw=1,YP=7,S=2時的通信電源故障概率;5)PT2=PBT2+PPT2;PBT6:FB=1,MB=1,Nw=1,YB=11,R=2時通信設備故障概率;PPT6:FP=1,Mp=1,Nw=1,YP=9,S=2時的通信電源故障概率;6)PT1=PBT1+PPT1;PBT6:FB=1,MB=1,Nw=1,YB=13,R=2時通信設備故障概率;PPT6:FP=1,Mp=1,Nw=1,YP=11,S=2時的通信電源故障概率;在業務損失類型中,令業務損失為其中,設備重要度為D,設備網管功能系數H,該設備共承載K個業務,業務重要度分別為Si,業務影響的業務數量為Ii,業務備用路由數為Li。業務損失類型分為六種類型,如表2所示:表2業務分級點計算;取H=1,設備重要度為最高等級D=0.2037,業務為最高等級Si=0.462,備用路由L=2,情況下,用戶數為特定數值時的損失作為分級節點。由不同的用戶數I求出各分級點;1)I=2時,代入上式求出LE6;2)I=4時,代入上式求出LE5;3)I=6時,代入上式求出LE4;4)I=8時,代入上式求出LE3;5)I=10時,代入上式求出LE2;6)I=12時,代入上式求出LE1;在風險分級中,參考圖2所示,圖2為本應用實例的風險評估的架構圖,評判基本步驟如下:1)評判目標:風險評估。2)建立評判因素集,評判因素集是以影響評估對象的各種因素所組成的一個普通集合,A=[a1,a2],其中a1代表故障概率影響因素,a2代表損失影響因素。3)建立權重集,計算權重集為:A=[a1,a2]。4)建立評估集;按導則將系統風險評估設置為6級:{風險很高,風險高,風險較高,風險中等,風險較低,風險低},對應為C=[1,2,3,4,5,6]。5)單因素模糊評估;確定評判因素集U中每一個評判因素的隸屬度,建立一個從A到C的模糊關系,導出隸屬度矩陣R=(rij)2×6,其中,rij表示評判因素ai對風險等級集cj的隸屬度,對每一個評判因素進行評估,得不同故障概率類型和業務損失類型下的隸屬度,如下所示:計算故障概率類型的隸屬度;■故障概率類型I:S1=[0.90.10000];■故障概率類型II:S2=[0.20.70.1000];■故障概率類型III:S3=[00.20.70.100];■故障概率類型IV:S4=[000.10.60.20.1];■故障概率類型V:S5=[0000.10.70.2];■故障概率類型VI:S6=[00000.10.9];計算業務損失類型的隸屬度;■業務損失類型I:T1=[0.70.20.1000];■業務損失類型II:T2=[0.10.80.1000];■業務損失類型III:T3=[00.30.60.100];■業務損失類型IV:T4=[0000.70.20.1];■業務損失類型V:T5=[00000.80.2];■業務損失類型VI:T6=[00000.10.9];當設備的故障概率類型為i,業務損失類型為j時,隸屬度矩陣6)模糊評判;模糊評判是按每個評判因素的各個風險等級進行評估,記評估結果向量為B,其中B表示如下:7)評估結果,利用向量B對評估結果做出判定,常用的判定準則有最大隸屬度原則和加權平均原則,為避免綜合評估失效,一般采用加權平均原則,即評估結果為:則據H的值與評估集中的哪一類最接近,則該設備的風險即為該類等級,可以按就近取值方法,可得風險等級,例如,如表3所示:表3通過上述評估,即可由風險等級確定待評估電力通信設備的運行狀態。通過確定的運行狀態可以獲取電力通信設備當前的風險程度,為安排維護策略提供重要的技術支持,保障電力系統安全穩定運行。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。因此,本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。